JP2008196417A - 多気筒エンジンの始動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多気筒のエンジン1の各気筒♯1〜♯4毎に設けられた燃料噴射弁2と、エンジンの気筒毎の筒内圧Piを検知する筒内圧センサ20と、エンジンのクランキング開始時点からの経過期間を検知するクランク角センサ19と、エンジンのクランキング開始時の筒内圧Pi♯1〜Pi♯4とクランキング開始時点Taの筒内圧Piaとクランキング開始時点から所定期間経過後に検出された筒内圧Picとの差ΔP(=Pic−Pia)が所定値ΔP1以上となり、かつ、クランキング開始後の筒内圧の変化量βが所定値βL以下となった特定気筒に燃料を噴射させる制御手段A1とを具備する。
【選択図】図1
Description
そこで本発明は、エンジンを速やかに始動することができる多気筒エンジンの始動制御装置を提供することを目的とする。
なお、検知手段としては、経過時間を直接検知するタイマや、クランク角を検知するクランク角センサ等を用いることができる。クランク角センサを用いる場合は、クランクのサイクルに基づき、経過時間を算出することができる。
このエンジン1は直噴式火花点火式エンジンであり、各気筒毎に燃料噴射弁2を装備したシリンダヘッド3を有し、その下側に順次シリンダブロック4、クランクケース5およびオイルパン6が配置されてエンジン本体101が形成されている。エンジン本体101の中央には、図2に示すように、エンジン長手方向Xに沿って互に等間隔で4つのシリンダCが順次配設され、これらの4つのシリンダCは、図2に示す状態で上から順に1番気筒♯1、2番気筒♯2、3番気筒♯3、4番気筒♯4を形成している。各シリンダCには、図1に示すように、ピストン7が収容され、ピストン7の上方に燃焼室8が形成されている。図1に示すように、エンジン本体101の各燃焼室8には吸気路9より吸気が供給され、各燃焼室8で燃焼した燃焼ガスが排気路10より排出される。各燃焼室8には燃料噴射弁2によって燃料噴射が成され、点火プラグ22により混合気への点火が成される。これによりコンロッドCL及びクランクシャフトCSからなるピストンクランク機構11が燃焼エネルギーを回転エネルギーに変換して不図示の駆動輪側に伝達する。
図1、2に示すように、燃料噴射弁2にはコモンレール27及び燃料パイプ25を介して燃料供給装置26が接続されている。燃料供給装置26は高圧燃料を燃料パイプ25及びコモンレール27を介して燃料噴射弁2に供給しており、この燃料は燃料噴射弁2から燃焼室8内に向けて所望の燃圧で噴射される。各燃料噴射弁2は図4に示すように、コントローラ21からの噴射パルスTm(噴射量Qm相当幅)や噴射時期tmを含む噴射信号が噴射駆動回路27を介して入力され、この噴射信号に応じてメイン噴射を行う。
図1に示すコントローラは本発明の始動制御装置の制御部としての機能を備える。
このコントローラ21は双方向性バスによって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)211、RAM(ランダムアクセスメモリ)212、DRAM(不揮発メモリ)213、CPU(マイクロプロセッサ)210、入力ポート214および出力ポート215を備える。
目標噴射量設定手段A3は、エンジン運転情報(アクセル開度θaやエンジン回転速度Ne等)を取り込み、これらに基づき基本燃料噴射量INJbを算出する。目標噴射量設定手段A3の制御はコントローラ21の不図示のメインルーチン側で適時に行われる。
始動噴射量設定手段A2は、エンジン1のクランキング開始時点Ta(図7参照)の筒内圧Piaと、クランキング開始時点Taから所定期間Δtaの経過後の時点Tiに検出された特定気筒(後述の噴射制御手段A1で特定)の筒内圧Picとの差(ΔP=Pic−Pia)に基づき、特定気筒(始動開始気筒)に噴射させる燃料量Qmを設定する。
次に、噴射制御手段A1は始動噴射量設定手段A2や目標噴射量設定手段A3からの入力データを噴射ドライバー27にセットし、これに応じて、各シリンダCの燃料噴射弁2を噴射駆動制御する。
具体的には、まず、1の気筒の筒内圧Piが当初の値Piaより昇圧し、所定の上昇判定値pu1を上回る(この時点の筒内圧Pibと記した)時点Tsで、最初に上昇判定値pu1を上回る気筒をここでは特定気筒と判定する。
なお、噴射量Qm(噴射パルスTm相当量)はクランキング開始時点Taの筒内圧Piaと噴射制御時点Tiに検出された筒内圧Picとの差(ΔP=Pic−Pia)に基づき始動噴射量設定手段A2において演算されたものが採用される。
ここで、噴射制御手段A1は筒内圧Piaがクランキング開始により上昇した1の気筒(例えば、図6に2点差線Sbで示す第1気筒♯1)の筒内圧上昇量puが所定の上昇判定値pu1を上回ることがなく、降下したとする。この場合、1の気筒の次に圧縮行程に入る気筒(例えば、図6に符号Sa3で示す第3気筒♯3)の筒内圧上昇量puが所定の上昇判定値pu1を上回ったと判定した時点Tsで、この第3気筒♯3を特定気筒と判定する。その上で第3気筒♯3における噴射制御時Tiに所定量の燃料噴射を行うよう燃料噴射弁2を制御する。
このように筒内圧が上昇判定値pu1を上回った気筒を燃焼を確実に行える特定気筒として確実に選択でき、迅速で、確実な始動を実現できる。
ここでは、図1のコントローラ21の各制御処理を、図8の始動制御ルーチン及び図9の燃料噴射制御ルーチンに沿って説明する。なお、これらのルーチンは不図示のメインルーチンと共にコントローラ21により所定の時間周期で順次実施される。
始動制御ルーチンでのステップs1に達すると、スタータモータスイッチ41がオン(IG信号入力)に切換えられたか否か、即ち、クランキングが開始されたか否かが判別される。クランキングが開始されていないか、始動完了の後で再度このステップs4に達したときにはここでの制御サイクルを終了し、不図示のメインルーチンにリターンする。
次いで、ステップs3では、特定気筒判別前であり、特定気筒判別フラグであるPflugをクリアし、ステップs4に達する。
ステップs4では、クランキングが継続されているか否かが判別され、クランキングが開始、継続されていないときには今回の制御サイクルを終了する。クランキングが開始、継続されていると、ステップs5で現在の各気筒♯1〜♯4の筒内圧Pi♯1〜Pi♯4(図6参照)がサンプリングされ、同値は取り込まれる。ステップs6に進むと、前ステップで取り込んだ各気筒♯1〜♯4の筒内圧Pi♯1〜Pi♯4がクランキング開始時Ta(図7参照)の筒内圧Pia♯1〜Pia♯4と比較され、筒内圧上昇量puが所定の上昇判定値pu1以上か否かを各気筒毎に判断する。
ここでは、例えば、図7の特定気筒判別時Tsの時点で、1の気筒の筒内圧上昇量puが上昇判定値pu1を上回ったとのデータを処理したとする。すると、次いで、ステップs7に進み、特定気筒の判別が成されたとして、特定気筒判別フラグPflugをオンする。次いで、ステップs8に進み、後述の燃料噴射制御処理(図9の燃料噴射制御ルーチン)を実行して、この回の制御サイクルを終了させ、メインルーチンにリターンする。
燃料噴射制御ルーチンのステップa1に達すると、ここではクランキングが継続されているか否か判別する。クランキングが継続されていない時には今回の制御サイクルを終了し、クランキングが継続されていると、ステップa2に進む。
ステップa2では現在の各気筒♯1〜♯4の筒内圧Pi♯1〜Pi♯4データを読み取り、これを前回筒内圧Pin−1♯1〜Pin−1♯4に書き換える。次いで、ステップa3では最新の筒内圧Pi♯1〜Pi♯4データを読み取る。その上で、ステップa4に進み、特定気筒判別フラグであるPflugがステップs7(図8参照)でオンされているか否か判断し、オン時にはステップa5に進み、オフではリターンする。
次いで、ステップa6に進むと、クランキング経過に伴う特定気筒(例えば、図5,6の第1気筒)における筒内圧Piの経時変化を算出する。ここで、筒内圧Piの変化量β(=n・dp/dt)(図7参照)を算出し、その変化量βが所定の低量βL(=n1・dp/dt)以下になったか否か判断し、下回った、即ち、変化量βがエンジンの圧縮上死点TDCに接近したと判断すると、噴射制御時点Ti(図7参照)と判断し、ステップa7に進む。
次いで、ステップa8において、例えば、図7に示す噴射制御時点Tiで、気筒判別された1の気筒に予め設定された始動時の噴射量Qm相当の駆動パルス間隔Tmと、噴射制御時点Tiが設定される。この後、ステップa9では特定気筒判別フラグPflugがクリアされ、不図示のメインルーチン側にリターンする。このステップa9の処理後、セットされた噴射データに沿って始動時の噴射処理が成される。
その上で、適切な噴射制御時点(噴射時期)Tiに特定気筒に燃料噴射を行うことができるので、エンジンの始動をより確実に行うことが出来る。このように燃料噴射タイミングが適性化され、エンジンの暖気完了後における再始動時のように、燃料噴射タイミングが早すぎる場合に生じ易いノッキング発生を確実に防止することができる。
更に、筒内圧Picがクランキング開始時の筒内圧Piaに対する上昇量ΔPが大きいほど噴射量を増すように設定するので、着火性及び始動性の向上を図ることができ、空燃比が適正化されるので、排ガスの劣化を抑制することもできる。
2 燃料噴射弁
19 クランク角センサ
20 筒内圧センサ(検知手段)
21 コントローラ
36 水温センサ
pu 筒内圧上昇量
pu1 上昇判定値
β 変化量
βL 低量(所定値)
Δta 所定期間
Pia クランキング開始時の筒内圧
Pic 噴射制御時点に検出された筒内圧
Pi♯1〜Pi♯4 筒内圧
ΔP(=Pic−Pia) 筒内圧の差
ΔP1 所定値
Ta クランキング開始時
Ti 噴射制御時点
Ts 上昇判定値を上回る時点
A1 噴射制御手段(制御手段)
A2 始動噴射量設定手段(設定手段)
A3 目標噴射量設定手段
Claims (3)
- 多気筒のエンジンの気筒毎に設けられた燃料噴射弁と、
前記エンジンの気筒毎の筒内圧を検出する筒内圧センサと、
前記エンジンのクランキング開始時点からの経過期間を検知する検知手段と、
前記エンジンのクランキング開始時点の筒内圧と前記クランキング開始時点から所定期間経過後に検出された筒内圧との差が所定以上となり、かつ、前記クランキング開始後の筒内圧の変化量が所定以下となった特定気筒に燃料を噴射させる制御手段と、
を具備した多気筒エンジンの始動制御装置。 - 請求項1に記載の多気筒エンジンの始動制御装置において、
前記エンジンのクランキング開始時点の筒内圧と前記クランキング開始時点から所定期間経過後に検出された筒内圧との差に基づき、前記特定気筒に噴射させる燃料量を設定する設定手段をさらに具備したことを特徴とする多気筒エンジンの始動制御装置。 - 請求項1又は2に記載の多気筒エンジンの始動制御装置において、
前記制御手段は、前記クランキング開始後の筒内圧の変化量が所定以下となった時に燃料を噴射させることを特徴とする多気筒エンジンの始動制御装置。
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